CN102165243B - 用于制冷压缩机的油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油泵,其应用于压缩机,该压缩机包括壳体(1),壳体的下部限定有储油器(3),并且壳体承载:汽缸体(2),承载油泵的泵体的曲轴(4)通过轴颈连接在汽缸体中,所述泵体(11)具有浸在储油器(3)中的下端部(11b)并且包括:至少一个相对于曲轴(4)的旋转轴线偏心的收集壁部分(12),收集壁部分变形为具有至少一个开口阶梯部(13),开口阶梯部在所述收集壁部分(12)的区域中设置在与泵体(11)的横截面交叉的平面中,并且限定有用于允许油进入泵体(11)内部的开口(13a);以及内叶轮壁部分(14),其限定有与允许油通过开口阶梯部(13)的方向横向地设置的偏转器,随着泵体(11)的旋转而轴向地和上升地推进所述油。

Description

用于制冷压缩机的油泵
技术领域
本发明涉及一种用于制冷压缩机的油泵,该类型的制冷压缩机包括大致封闭的壳体,该壳体的下部限定有储油器,并且壳体的内部承载汽缸体,用于驱动制冷气体泵送机构的曲轴通过轴颈连接到该汽缸体中,并且电动马达转子固定在该汽缸体中,由曲轴和转子限定的组件承载油泵,该油泵的下部浸在储油器中。
背景技术
对于大多数制冷压缩机的修正操作而言,一个重要的因素是彼此之间相对运动的组件的足够润滑。
通过泵送设置在储油器中的润滑油来获得润滑,该储油器限定在大致封闭壳体的下部内侧。这些油被一直泵送至其到达相对运动的压缩机部件,所述油从该压缩机部件处返回至油池。
在往复式压缩机中,竖直的曲轴承载润滑油泵,该润滑油泵利用所述曲轴的旋转将所述油传递至待润滑的压缩机部件。在这些构造中,通过旋转和机械牵引从储油器泵送油。
对于在压缩机中泵送油而言最常采用的概念是基于离心作用来执行泵送。离心作用利用泵转速在油中产生离心力,如专利文献WO93/22557、US4478559、US4569639、US4097185、FR2492471和JP60-069275中所述。
在这些构造中,油泵通常具有泵体和轴,泵体和轴中的一个所述部件相对于另一个部件旋转地固定,以便允许由于马达的旋转而在通过离心力吸取的油上形成牵引作用,所述一个部件还设置有螺旋表面通道,油在该螺旋表面通道中被上升地牵引。
WO93/22557的解决方案具有泵轴,该泵轴的外部设置有螺旋槽,并且该泵轴固定到曲轴上,从而随着曲轴旋转,管状套筒通过固定杆附接到电动马达定子上,所述管状套筒围绕泵轴安装,与泵轴之间具有径向间隙。
US6450785的解决方案具有泵轴,该泵轴的外表面上外部地设置有螺旋槽,并且泵轴的下部附接到电动马达定子上,以便保持固定,同时管状套筒与轴和电动马达的转子一起旋转。
巴西专利申请PI0604908-7的解决方案目标是提供油泵,在该油泵中,管状套筒的内表面上设置有螺旋槽,并且管状套筒固定到转子曲轴组件上,泵轴附接到定子和壳体中的一个部件上。
在文献US4097185中,曲轴的下部承载泵轴,该泵轴仅仅在其内部包括管状本体,该管状本体具有内叶轮片。和其它已知的构造具有的优点一样,这种构造具有制造经济性和较低的故障可能性。然而,这样的构造在泵体的内部安装叶轮片时要求具有较高的精度,从而也促成故障的发生。
日本专利文献JP60-069275中说明了另一种已知的方案,其涉及一种油泵,该油泵包括管状本体,该管状本体的下部被平壁封闭,该平壁中偏心地设置有为切去部分的窗口,以便限定相应的翅片,该翅片通过润滑油的热变化在非操作位置和操作位置之间移动,在该非操作位置泵体基本上与翅片的旋转面共面,在该操作位置泵体基本上横向于翅片的旋转面,以便在翅片作用在油量上时操作为通过切去窗口将油向内引导至泵体并且通过旋转迫使油沿着泵体的内壁上升。
尽管限定了一个或多个捕获泵体的下端中的油的窗口,但是该先前日本解决方案将这些切去窗口置于其自身在泵体旋转时不产生对泵体内部的油吸取,从而需要提供翅片作为偏转元件将油引导穿过所述窗口。该方案的构造上的缺陷在于显著增大了所述组件的生产成本。此外,接纳在泵体内部的油通过旋转被上升地泵送,从而需要泵体具有由翅片施加给油量的离心力产生上升泵送力的内部构造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制冷压缩机的油泵,其允许和确保在压缩机的整个使用寿命期间安全地将足够的油泵送至相对运动的压缩机部件,所述油泵具有简单且经济的构造,并且安装不需要提供用于在泵体内部上升地、离心地泵送油的装置。
本发明的具体目的在于提供一种例如上述的油泵,其构造和安装出现故障的可能性低,并且其允许高效地利用管状泵体的旋转来上升地、轴向地在泵体内部泵送油。
本发明的这些和其它目的是通过提供一种用于制冷压缩机的油泵来获得的,该类型的制冷压缩机包括壳体,所述壳体的下部限定有储油器,并且所述壳体承载:汽缸体,具有下部部分的曲轴通过轴颈连接在所述汽缸体中;电动马达转子,其围绕所述曲轴的下部部分固定;油泵,其具有管状泵体,所述管状泵体的上部安装到所述曲轴和所述转子中的一个部件上以便与其一起操作地旋转,并且所述管状泵体具有浸在所述储油器中的下端部。所述泵体包括:至少一个收集壁部分,其浸在油中,相对于所述曲轴的旋转轴线偏心并且变形为具有至少一个开口阶梯部,所述至少一个开口阶梯部在所述收集壁部分的区域中设置在与所述泵体的横截面交叉的平面中,并且限定有用于允许油进入所述泵体内部的开口;以及相应的内叶轮壁部分,其限定有与允许油通过所述开口阶梯部进入的方向横向地设置的偏转器,所述偏转器利用所述泵体的操作旋转而作用在所述油上,从而轴向地和上升地推进所述油。
根据本发明的构造,所述开口阶梯部借助相邻的凹部至少部分地从所述泵体的轮廓向内突出,所述凹部设置在所述收集壁部分的相对于所述泵体的操作旋转方向在所述开口阶梯部的上游的区域中,所述开口阶梯部和相应的凹部的外部由所述泵体在设置所述开口阶梯部和凹部的所述收集壁部分的区域中的周边来界定。
根据本发明的另一种构造,所述泵体的下端部被具有在直线段和凸弧之间选择的母线的回转表面封闭,所述收集壁部分被限定在所述泵体的所述下端部中。
在该方案的特定变型中,所述泵体的下端部被半球形表面封闭。
此外,根据本发明的另一种构造,所述叶轮壁部分由所述泵体的相应壁部分的变形进行限定。
附图说明
以下将参考附图,借助本发明实施例的例子说明本发明,其中:
图1具有竖直曲轴的制冷压缩机的放大纵向剖视图,所述制冷压缩机的下部承载根据本发明构造的油泵,该油泵的下端浸在储油器中,储油器限定在所述压缩机的壳体的下部部分中;
图2是图1所示的油泵的放大纵向剖视图;
图3是图2所示的油泵的放大纵向剖视图,但是旋转90°;
图4是图2和3中所示的管状泵体的俯视图;
图5A、5B、5C和5D分别是沿图2中的线A-A、B-B、C-C和D-D截取的泵体下端的剖视图;以及
图6是处于颠倒位置的泵体的透视图,其示出了每个阶梯壁部分在其被设置的区域中从泵体的轮廓向内突出的构造。
具体实施方式
以下将针对封闭式往复压缩机(例如为应用于制冷系统的类型)说明本发明,该封闭式往复压缩机具有大致封闭的壳体1,该壳体1承载汽缸体2,该汽缸体2限定了汽缸2a,在该汽缸2a中致动往复活塞(未示出),在壳体1的下部部分限定了储油器3,润滑油从该储油器3通过油泵10泵送至压缩机的可动部件。
在本文所述的构造中,制冷压缩机是由使活塞运动的曲轴4驱动的类型,所述曲轴4的上部具有偏心部分4a,中间通过轴颈连接到汽缸体2上,并且具有下部部分4b,该下部部分4b在所示的构造中为管状形式并且承载油泵10。
汽缸体2固定电动马达的定子5,该电动马达还包括附接至曲轴4的转子6,以便在马达运转的情况下使曲轴4旋转,所述转子6为例如由一堆环形叠片形成的形式,该堆环形叠片具有轴向中心孔6a,曲轴4的下部部分4b装配和固定在该轴向中心孔6a的内部。尽管在所示的构造中,曲轴4承载直接固定到其上的油泵,但是应当理解,所述曲轴4可以以间接的形式承载油泵10,例如通过将所述油泵10固定到电动马达的转子6上。应当理解,油泵10安装到曲轴4上或者安装到转子6上并不妨碍本发明的解决方案目的。
本发明的油泵10具有管状泵体11,管状泵体11具有固定到曲轴4和转子6中的一个部件上的上端部11a以及浸在储油器3的油中的下端部11b。在所示的构造中,上端部11a具体是通过为管状的下部部分4b的内部固定到曲轴4的下部部分4b上。
本发明的油泵10的泵体11包括:至少一个收集壁部分12,其浸在油中,相对于曲轴4的旋转轴线偏心并且变形为具有至少一个开口阶梯部13,该阶梯部13在所述收集壁部分12的区域中设置在与泵体11的横截面交叉的平面中,并且限定有用于允许油进入泵体内部的开口13a;以及相应的内叶轮壁部分14,其限定有与允许油通过开口阶梯部13的方向横向地设置的偏转器,该偏转器利用泵体11的操作旋转而作用在所述油上,从而轴向地和上升地推进所述油。
根据本发明,在泵体11的设置有开口阶梯部13的区域中,开口阶梯部13至少部分地从泵体11的轮廓向内突出,所述开口阶梯部13借助相邻的凹部13b进行限定,该凹部13b设置在开口阶梯部13的相对于泵体11的操作旋转方向上游的收集壁部分12的区域中。在这种构造中,开口阶梯部13和相应的凹部13b的外部由泵体11在设置开口阶梯部13和凹部13b的收集壁部分12的区域中的周边来界定。
在具体所示的构造中,泵体11的设置有开口阶梯部13的壁部分具有从所述泵体11的轮廓完全向内突出的开口阶梯部13。在该构造中,泵体11的下端部11b被具有由凸弧限定的母线的回转表面封闭,收集壁部分12被限定在泵体11的所述下端部11b中。然而,应当理解,下端部11b可以由具有在直线段和凸弧之间选择的母线的回转表面封闭和获得,收集壁部分12被限定在泵体11的所述下端部11b中。在下端部11b由具有由直线段限定的母线的回转表面封闭的情况下,所述表面限定了与泵体11的轴线垂直的端壁,开口阶梯部13限定在该端壁中。
在所示的构造中,泵体11具有圆筒形侧壁11c,并且泵体11的下端部11b被为半球形表面形式的端壁封闭,一对开口阶梯部13彼此相对地设置在该端壁中,每个开口阶梯部13都由突出至泵体11的轮廓内部的端壁的凹部13b限定,所述凹部13b的内部限定了用于通过开口阶梯部13进入的油的叶轮壁14。
在实施本发明的方式中,通过逐步的拉制冲压例如足以用于这种冲压的冷叠钢来获得泵体11。半球形下端部11b具有一对直径相对的径向切去部,该径向切去部由与泵体11的轴线一致的非截取中心区域提供。各个径向切去部区域具有从半球形表面的切去平面下降的半球形表面部分,限定了如上所述的开口阶梯部13、相应的凹部13b和相应叶轮壁部分14。各个开口阶梯部13被限定为使得相应的开口13a沿着油朝向开口阶梯部13的各个开口13a的相对旋转方向转向至油量(oil mass)。
在实施本发明的另一种方式中,油泵10由塑料材料制成,具有已经限定了开口阶梯部13的适当形式。
随着由曲轴4和转子6限定的组件的旋转,油泵10也旋转,从而迫使油通过由各开口阶梯部13形成的开口13a进入。当油通过开口阶梯部13的开口13a进入时,其速度上升并且所述油被抛抵叶轮壁部分14,从而减小油膜和泵体11的内表面之间的滑动。油被切向地抛出并且通过泵体11的内壁被迫上升,到达设置在泵体中的常规油道,该油道允许油到达相对运动的压缩机部件。在所示的具体形式中,泵体11的上端部11a通过压配合穿过曲轴4的管状下部部分4b的内部进行安装和固定。
在实施本发明的方式中,从半球形表面部分起泵体11为圆筒形,该半球形表面部分限定了油泵10的下端部11b并且其上部具有扩大的圆筒形管状部分,从而限定了泵体11的上端部11a。在优选的和所示的构造选择中,从泵体11的下端部11b到终止于上述设置有扩大部处的区域,泵体11是圆锥形的。圆锥形表面允许在泵体11的内部通过离心力增大借助对叶轮壁部分14的冲击而被抛出的油的上升牵引速度。
还应当理解,考虑到泵体11的侧壁11c浸在储油器3的润滑油中,所以开口阶梯部13可以设置在所述侧壁11c中,至少部分地突出至所述泵体11的轮廓内部,以便执行期望的油泵送。开口阶梯部13在其所设置的任何表面中都能够完全从泵体11的轮廓向外突出,这是考虑到所述突出不会与压缩机内部可获得的尺寸相冲突,尤其是在转子6和曲轴4中的一个部件上安装油泵10的安装区域中。
尽管没有示出,但是泵体11还可以包括成角度地且圆周地分隔开的多个开口阶梯部13,该多个开口阶梯部13设置在泵体11的壁上,每个开口阶梯部13借助设置在所述收集壁部分12在相应开口阶梯部13的相对于泵体11的操作旋转方向的上游的区域中的相邻凹部13b而至少部分地从泵体11的轮廓向内突出。
尽管主要参考如图所示的具有一对开口阶梯部13的下端部11b的构造已经说明了本发明的概念,但是应当理解,在本文所呈现的最一般概念内,这种特定的构造并不是对其它可能组合的任何限制。本发明要保护的是原理而不是特定的应用或特定的构造形式。

Claims (7)

1.一种用于制冷压缩机的油泵,该类型的制冷压缩机包括壳体(1),所述壳体(1)的下部限定有储油器(3),并且所述壳体(1)承载:汽缸体(2),具有下部部分(4b)的曲轴(4)通过轴颈连接在所述汽缸体(2)中;电动马达转子(6),其围绕所述曲轴(4)的下部部分(4b)固定;油泵(10),其具有管状泵体(11),所述管状泵体(11)的上部安装到所述曲轴(4)和所述转子(6)中的一个部件上以便与其一起操作地旋转,并且所述管状泵体(11)具有漫在所述储油器(3)中的下端部(11b),其特征在于,所述泵体(11)包括:至少一个收集壁部分(12),其浸在油中,相对于所述曲轴(4)的旋转轴线偏心并且变形为具有至少一个开口阶梯部(13),所述至少一个开口阶梯部(13)在所述收集壁部分(12)的区域中设置在与所述泵体(11)的横截面交叉的平面中,并且限定有用于允许油进入所述泵体(11)的内部的开口(13a);以及相应的内叶轮壁部分(14),该内叶轮壁部分限定与允许油通过所述开口阶梯部(13)进入的方向横向地设置的偏转器,所述偏转器利用所述泵体(11)的操作旋转而作用在所述油上,从而轴向地和上升地推进所述油,其中,所述泵体(11)的下端部(11b)被具有在直线段和凸弧之间选择的母线的回转表面封闭,所述收集壁部分(12)被限定在所述泵体(11)的所述下端部(11b)中。
2.根据权利要求1所述的油泵,其特征在于,所述开口阶梯部(13)借助相邻的凹部(13b)至少部分地从所述泵体(11)的轮廓向内突出,所述凹部(13b)设置在所述收集壁部分(12)的相对于所述泵体(11)的操作旋转方向在所述开口阶梯部(13)的上游的区域中。
3.根据权利要求2所述的油泵,其特征在于,所述开口阶梯部(13)和相应的凹部(13b)的外部由所述泵体(11)在设置所述开口阶梯部(13)和凹部(13b)的所述收集壁部分(12)的区域中的周边来界定。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的油泵,其特征在于,所述泵体(11)的下端部(11b)被半球形表面封闭。
5.根据权利要求1所述的油泵,其特征在于,所述泵体(11)包括成角度地且圆周地分隔开的多个开口阶梯部(13),每个开口阶梯部(13)借助相邻的凹部(13b)至少部分地从所述泵体(11)的轮廓向内突出,所述凹部设置在所述收集壁部分(12)的相对于所述泵体(11)的操作旋转方向在相应开口阶梯部(13)的上游的区域中,所述凹部(13b)设置在各个相应开口阶梯部(13)的上游,限定了设置在紧上游的另一个开口阶梯部(13)的叶轮壁部分(12),限定了叶轮壁部分(12)的各个凹部(13b)由所述泵体(11)的相应壁部分的变形进行限定。
6.根据权利要求5所述的油泵,其特征在于,所述开口阶梯部(13)和相应的凹部(13b)的外部由所述泵体(11)在设置所述开口阶梯部(13)和凹部(13b)的所述收集壁部分(12)的区域中的周边来界定。
7.根据权利要求6所述的油泵,其特征在于,所述泵体(11)的下端部(11b)被半球形表面封闭。
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